铍由于具有低密度、高热导率、超高比强度、超高尺寸稳定性等特点常被用作结构部件应用于军事、航空、航天及电子器件行业等尖端领域。这些部件在服役过程中不但会直接接触空气中的水汽,还经常受到冷热交替的温度冲击,从而破坏铍表面自然形成的钝化氧化膜,使铍部件发生灾难性氧化。这不但会直接影响部件的稳定性和使用寿命,而且脱落的氧化铍粉会威胁人的身体健康;此外,某些特殊的关键部件,例如导航部件,常需要避免一些电信号的干扰,要求部件具有一定的抗压绝缘性,但金属铍本身并不具有这种性质,从而大大限制了铍的应用。通过合适的表面处理可以在金属铍表面制备一层陶瓷膜,不但能大大提高铍的抗腐蚀性能,还可以赋予它一定的抗压绝缘性。本文采用阳极氧化和微弧氧化的方法在铍表面制备氧化铍薄膜,采用磁控溅射镀铝再将铝镀层阳极氧化(Be/Al阳极氧化)的方法在铍表面制备氧化铝薄膜和采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法在铍表面制备Si3N4薄膜,研究了成膜工艺与薄膜性能的关系,主要研究结论如下:NaOH溶液中铍阳极氧化膜制备技术。系统研究了 NaOH浓度和电流密度对阳极氧化膜厚度、均匀性和绝缘性的影响,结果表明铍基材的微观结构对成膜均匀性影响较大,过高的NaOH浓度或电流密度会导致基材晶界处的成膜不均匀;阳极氧化膜厚度随电流密度的增大线性增加,而NaOH浓度对膜厚影响较小;阳极氧化膜越厚且越均匀,膜的抗压绝缘性越好;通过调整工艺条件,在5M NaOH中,100mA/cm2电流密度下阳极氧化20min可以在铍表面制备出均匀、连续、厚度约2.75μm,晶态BeO多孔型阳极氧化膜,阳极氧化膜为单层多孔结构,孔径约40nm。该阳极氧化后的样品在100%湿度,-60℃—+85℃下做15个周期的湿热循环试验,试验后样品未见明显腐蚀;封孔后的样品在大气环境-60℃—+100℃下做100个周期的温度冲击试验,试验后样品未见明显腐蚀,125V测试电压下绝缘电阻均大于250MΩ,具有良好的绝缘性。Na2C03溶液中铍微弧氧化膜制备技术。在0.5MNa2CO3溶液中,10mA/cm2电流密度下系统研究了氧化到不同电压对微弧氧化膜结构、厚度的影响及不同氧化阶段氧化膜的生长规律。结果表明,氧化膜的生长过程按照是否起弧可以分为微弧放电前的普通阳极氧化壁垒膜生长阶段和微弧放电后的微弧氧化膜生长阶段。微弧产生初期是一个氧化膜不均匀生长的过程,此过程微弧放电不均匀,壁垒层几乎不长厚,在壁垒层上开始逐渐生长多孔层及多孔层横向生长。微弧放电均匀后,进入微弧氧化膜的稳定纵向生长阶段;该阶段,随着氧化电压的升高,壁垒层和多孔层都会继续增厚,最终氧化膜呈双层结构,由靠近铍基体的壁垒层和外部多孔层构成。通过控制氧化电压,可以控制多孔层的致密性、裂纹数量多少及孔洞大小,在0.5MNa2CO3溶液中,10mA/cm2电流密度下氧化到300V,可以在铍表面制备出由厚度约0.28μm的壁垒层和无通孔的厚度约2μm的多孔层组成的微弧氧化膜。微弧氧化膜中紧贴金属基体的壁垒层决定其耐蚀性,而多孔层主要决定其绝缘性。Be/Al阳极氧化膜制备技术。在铍表面通过磁控溅射镀制了 3μm铝镀层的样品上,采用铝硫酸硬质阳极氧化(12%H2SO4溶液,恒电流3.6 A/dm2,1℃)的方法制备了铝阳极氧化膜。结果表明,铍上铝镀层结合牢固,在铝镀层上生成了一层均匀的铝阳极氧化层。根据V—t曲线变化情况确定电压突降点,进而控制阳极氧化时间,可以保证阳极氧化反应只在铝镀层发生。该阳极氧化膜为双层结构具有较好的耐蚀绝缘性。铍表面PECVD Si3N4薄膜制备技术。采用3%SiH4+97%Ar混合气与3%NH3+97%Ar混合气为气源,在铍表面采用PECVD方法制备了 Si3N4薄膜。研究了沉积温度、射频功率、反应压力及气体流量比(SiH4/NH3)对Si3N4薄膜沉积速率、成膜均匀性及绝缘性的影响。结果表明,过快的沉积速率会导致成膜不均,薄膜缺陷增多。均匀致密且较厚的薄膜通常具有较好的绝缘性。在200℃、40W、120Pa、SiH4/NH3为1:10工艺条件下沉积60min可以在铍表面制备出与基体结合良好的、致密的Si3N4薄膜,薄膜厚度约889nm,500V测试电压下薄膜电阻约598MΩ,具有良好的绝缘性。